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Panorama des différentes options pour la production de neutrinos A. Chancé, J.Payet CEA/DSM/DAPNIA/SACM. Plan. Principe de la “neutrino factory” Le SPL Les super beams La machine beta beam. Schéma possible de la “neutrino factory”. Paramètres généraux du SPL. 20 ms. 2.8 ms. 20 ms.

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Presentation Transcript

  1. Panorama des différentes options pour la production de neutrinosA. Chancé, J.PayetCEA/DSM/DAPNIA/SACM

  2. Plan • Principe de la “neutrino factory” • Le SPL • Les super beams • La machine beta beam

  3. Schéma possible de la “neutrino factory”

  4. Paramètres généraux du SPL

  5. 20 ms 2.8 ms 20 ms 3.316 s Pourquoi un anneau d’accumulation ? SubGeV nue like events forward, 200 kton year = 1500 events SuperBeam = 10 events Reduction needed : 150 20 ms / 2.8 ms ≈ 7 From SPL Not enough After accumulator 20 ms / 3.3 s ≈ 6000 Bunch compressor Could provide an additional reduction factor

  6. 17.7 ns 26.7 ns 5 + 3 empty 10 ns 5 ns 140 + 6 empty per turn 140 bunches 2.8 ms 17.2 ms 3.2 s 20 ms 20 ms Bunch rotation RF (h=146) RF (h=146) Accumulator ring Trev=3.316 s Charge exchange Injection 660 turns Compressor ring Trev=3.316 s Fast Injection 1 turn H- H+ Target Principe des deux anneaux E=2.2 GeV I=13 mA

  7. 5 SPL Micro - Bunches as Injected in the Accumulator SPL Error of W=10 MeV  1.34 MeV at Injection Point Nominal Beam No errors

  8. Bunches after Injection of 50 turns in the Accumulator WLinac=10 MeV

  9. Bunches after 660 turns (End of Injection) in the Accumulator WLinac=10 MeV L= 0.06 eVs L= 0.1 eVs

  10. Bunches after 8 turns in the Compressor WLinac=10 MeV

  11. Schéma de principe de la beta beam νe,νe Protons de 2GeV À construire Déjà existant 1 paquet toutes les 8 s 6He2+ 6Li3+ + e- + νe 18Ne10+ 18F9+ + e+ + νe

  12. Hélium Néon

  13. L’anneau de décroissance LTotale = 6931 m Larc = 1080 m Injection dans l’arc toutes les 8s compensant les désintégrations. Possibilité d’extraction des produits désintégrés dans les sections droites. Problème de radioprotection des arcs. 688 m 2385 m injection

  14. faisceau injecté hI SEPTUM es faisceau dévié hS déviateur rapide XDOF Région dispersive Schéma du système d’injection XDOF : écart entre les axes des faisceaux dévié et non dévié hS : espace entre le septum et le faisceau stocké es : épaisseur du septum (≈1 cm) hI : espace entre le septum et le faisceau injecté Dm : dispersion ΔE/E : écart en énergie Adaptation fonctions optiques Adaptation orbite chromatique : H = ΔE/E.Dm = hI+es+hS

  15. E E φ φ Fusion des 2 faisceaux 3 grandes étapes : _ injection d’un faisceau à une énergie différente _ rotation dans l’espace des phases longitudinal _ gymnastique de phase quand le faisceau injecté est à l’énergie nominale à l’aide de deux cavités RF dont l’une est à l’harmonique double : E φ

  16. Problème de radioprotection dans l’arc Dans le cas de pertes uniformes, Ppertes = 15 W/m pour l’Hélium et Ppertes = 2.5 W/m pour le Néon. • Acceptable a priori. MAIS les pertes ne sont pas uniformes dans l’arc. Produits de désintégration fortement déviés par les dipôles. • Points de forts dépôts dans l’arc. • Etude d’une configuration de l’arc minimisant les dépôts dans les éléments magnétiques et particulièrement dans les dipôles. • Besoin de davantage d’études avant de pouvoir conclure. Mais les premiers résultats semblent positifs.

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